第三章 素养提能三 无机化工流程解题指导-【导与练】2022高考化学一轮总复习课件（人教版）广东专用

素养提能三　无机化工流程解题指导 化学 导读:无机化工流程题是近几年高考中的热点题型。试题大多以实际工业生产为背景,与产品的分离提纯、环境保护、生产成本等相融合,依托生产流程,考查物质的制备、分离提纯、检验和纯度计算等。通过识图联题培养学生“宏观辨识与微观探析”和“科学态度与社会责任”等学科素养。 这类试题素材和情境均较新颖,解题时要认真领会试题信息,能做到和已有知识的充分结合,做到理论联系实际,根据初始原料与目的产物分析物质的去向及相关化工措施、化学试剂的选择,培养学生信息提取、加工、整合、运用知识的能力,如能根据图示弄清楚每个步骤的目的、相关反应、物质的分离提纯等。同时借助建模手段突破解题的关键,结合流程图能帮助学生树立绿色环保的化学理念,并能体会到化学知识服务社会,为人类造福的社会价值。 化学 典例导航 类型一　制备型化工流程 [典例1] (2020·全国Ⅰ卷,26)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 化学 该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题: (1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是　 。  化学 (3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、　 　　　,以及部分的　　　　 　　。  (4)“沉淀转溶”中,V2O5·xH2O 转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是　　　 　　　。  (5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是　 。  (6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是　 。  化学 试题 分析 考查情境:本题以化工流程为载体,在复杂、陌生的研究对象和问题情境下,体现了对元素化合物、化学理论知识的基础性、应用性和综合性的考查。 必备知识:氧化还原反应、元素化合物、物质的分离提纯等。 关键能力:本题侧重考查逻辑推理和科学推理论证能力,能结合工艺流程图、加入的物质和题干信息等,弄清楚每个步骤的目的和相关反应,结合NH4VO3的制备等,完成相关推理和作答等。 解题 思路 审题:阅读题目的背景材料如:黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4,找出提供的原料,如依次加入试剂为:30%的H2SO4、NaOH溶液(pH=3.0～3.1)、NaOH溶液(pH>13)、HCl(pH=8.5)、NH4Cl等。 分析提供的条件和图表;解读操作流程,挖掘重要的操作步骤。 析题:关注箭头号:加入 ,分步加入 ,循环反应 ;关注框内所列内容,根据实验目的,大致弄清从原料到产品的物质间的关系。 答题:据设问提炼出对解答问题有用的信息。 化学 解析:(1)“酸浸氧化”中温度较低时,酸浸和氧化反应速率较慢。为了加快酸浸和氧化反应速率,需要加热。 (3)根据表格中数据知,pH在3.0～3.1时,铁离子接近沉淀完全,少量铁离子随滤液②除去,Al3+部分沉淀,大量铝离子随滤液②除去,K+、Mg2+、Na+、Mn2+随滤液②除去。 (4)在pH>13的强碱性溶液中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐而溶解,Al(OH)3转化为NaAl(OH)4而溶解,Fe(OH)3不溶,故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。 化学 答案:(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全) (3)Mn2+　Al3+和Fe3+ (4)Fe(OH)3 (6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全 (6)“沉钒”时要使NH4VO3尽可能析出完全,利用同离子效应,加入过量NH4Cl可达到此目的。 化学 规律方法 解答化工流程常用的三种方法 (1)首尾分析法:对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质 (产品),找出它们的关系,弄清原料转化的基本原理和分离、提纯的化工工艺,然后结合题设问题,逐一解答。 (2)分段分析法:对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的化工流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点。 化学 (3)交叉分析法:有些化工生产流程选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将